小麦病程相关蛋白抗叶锈病研究领域取得新进展（2020.7.16 植物微生物最前沿）

2020年7月13日，PLOS GENETICS在线发表了河北农业大学植物保护学院王海燕教授课题组题为“TaTLP1 interacts with TaPR1 to contribute to wheat defense responses to leaf rust fungus”的研究论文。该研究揭示了小麦病程相关蛋白TaPR1和TaTLP1的相互作用，并明确二者的互作增强了小麦对叶锈菌的抗性。

病程相关蛋白（pathogenesis related protein，PR）在植物系统获得性抗性（SAR）中起着关键作用，到目前为止，共从植物中鉴定出17个PR蛋白家族，对多种病原菌起到抗性作用。在众多PR家族成员中，PR1、PR2和PR5是植物抗病研究中普遍存在的，它们通常编码一些抗菌蛋白，当受到生物或非生物胁迫刺激时，它们的表达水平迅速增加，在整个植物系统中大量积累，是植物SAR的重要成分和植物产生抗病反应的标志。然而，PR蛋白生化活性和抗小麦叶锈病机制尚不清楚。

本课题组在前期明确了TaPR1和TaTLP1参与小麦抗叶锈病防御反应的基础上，重点研究了TaPR1和TaTLP1互作的分子机理及互作意義。本研究借助GFP-Trap和质谱分析（MS）技术发现TaPR1和TaTLP1二者相互作用，利用qPCR技术检测二者同时被叶锈菌诱导高表达，且表达模式相同;利用酵母双杂交技术（Y2H）、双分子荧光互补（BiFC）、共定位（co-localization）和共免疫沉淀技术（CoIP）进一步证实了TaTLP1与TaPR1之间的互作关系。在此基础上，通过构建TaPR1氨基酸缺失突变体，将TaPR1的互作关键位点锁定在了碳末端第113到第164个氨基酸之间。分别利用体外抑菌实验和基因共沉默技术（VIGS）证明TaTLP1和TaPR1的互作对抑制锈菌的生长和侵染起到了加性作用，说明TaPR1-TaTLP1相互作用正调控小麦对叶锈菌的抗性。文章首次报道了TaPR1和TaTLP1之间的互作，既为TaPR1和TaTLP1的抗锈性研究提供了新的见解，也为PR蛋白的研究提供了新的思路。

河北农业大学在读博士研究生王菲为该论文的第一作者，王海燕教授和刘大群教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的经费支持。